Ako vypočítať spotrebu dusíka pre laserové rezacie stroje?

Úloha dusíka pri kvalite laserového rezania

Predchádzanie oxidácii: Prečo je dusík pri laserovom rezaní nevyhnutný

Pri laserovom rezaní dusík slúži ako ochranný štít proti oxidácii tým, že vytláča kyslík z rezných oblastí. Metály ako nehrdzavejúca oceľ a hliník majú tendenciu reagovať zle pri ohrievaní, čo spôsobuje tie nepríjemné hrubé okraje a problémy s zmenou farby. Dobrou správou je, že dusík nereaguje s týmito materiálmi, pretože je chemicky inertný, takže máme čisté rezy bez oxidov. Napríklad pri rezaní z nehrdzavejúcej ocele rozdiel medzi používaním dusíka a bežnými technikami podporovanými kyslíkom môže skutočne znížiť hrubosť povrchu o 25%. To je veľmi dôležité v odvetviach, kde sú časti potrebné okamžite pripravené na zváranie alebo keď sa na spotrebných výrobkoch a architektonických komponentoch počíta vzhľad.

Ako inertný plyn zabezpečuje čisté, kvalitné rezy pri výrobe kovov

Dusičník robí viac ako len zabraňuje oxidácii počas rezania. Pomáha to ochladiť oblasť, kde sa rez, čo znižuje deformáciu spôsobenú teplom a udržuje správne sústredenie laserového lúča. Aký bol konečný výsledok? Čistejšie rezy s menším množstvom zvyšku materiálu, ktorý sa lepí, zvlášť viditeľné pri práci s listami tenšími ako asi 10 milimetrov. Ďalším prínosom, ktorý stojí za zmienku, je to, ako dusík odstraňuje nečistoty z cesty samotného laserového lúča. Týmto čistiacim postupom sa zabezpečuje, že lúča zostane silná a stabilná počas celého procesu. Pre obchody zaoberajúce sa prísnymi špecifikáciami je to veľmi dôležité, pretože im to umožňuje zachovať tie veľmi prísne požiadavky na tolerancie plus alebo mínus 0,1 mm, ktoré dnes vyžadujú mnohé presné diely.

Kľúčové parametre ovplyvňujúce prietok dusíka a tlak

Priemer trysky a prietok plynu: ich vplyv na účinnosť rezania

Raysoar súhrnná tabuľka zodpovedajúca priemeru trysky a prietoku na základe výroby 99,99% dusíka výrobkami série BCP:

Na rezanie miernej ocele alebo zliatiny hliníka Raysoar poskytuje odkaz takto:

Vyvážanie prietoku a tlaku pre konzistentný výkon laserového rezania

Zhodnosť ilustruje 6 kW vláknový laser rezajúci 5 mm nehrdzavejúcej ocele:

• Podtlačové (10 barov): 0,3 mm oxidácia okrajov, 12% pomalšia rýchlosť vkladu
• Optimalizované (14 barov): Obrubné hrany, rýchlosť rezania 8,5 m/min
• Preťažené (18 barov): 15% plynu, trojnásobné opotrebovanie trysky

Regulatory tlaku v reálnom čase udržiavajú odchýlku ±0,7 bara, čo zvyšuje výnos materiálu o 9% v výrobných prostrediach s vysokou zmesou.

Určenie požiadaviek na čistotu dusíka pre rôzne aplikácie

Rôzne čistoty dusíka sú potrebné pre rôzne materiály. Pre nehrdzavejúcu oceľ a pre vysokoprecívne stroje je potrebná čistota 99,99% a vyššia na zabezpečenie jasného a čistého rezu. V prípade ľahkej ocele a zliatiny hliníka sa však odporúča nižšia čistota v rozmedzí 90% - 98% pre lepšie rezanie bez brúsenia v porovnaní s rezaním vzduchom alebo kyslíkom a tekutým dusíkom. V dôsledku spotreby menej dusíka a výroby asistovaného plynu na mieste sa výrobné náklady znížia až o 70%. Produkty série FCP spoločnosti Raysoar demonštrujú výhody výroby zmesi plynu pre aplikácie na rezanie uhlíkovej ocele/ľahkej ocele/lieživa hliníka.

Rozmery systémov na výrobu dusíka na mieste pre operácie laserového rezania

Zhodovanie výstupu dusíkatého generátora s dopytom po laserových strojoch

Účinné rozmerovanie systému si vyžaduje vyhodnotenie maximálneho prietoku (obvykle 2550 m3/h na laser), požadovanej čistoty (≥99,995% pre citlivé zliatiny) a prevádzkových vzorov. Moderné systémy na mieste znižujú náklady na plyn o 50% - 90% v porovnaní s kvapalným dusíkom, ak sa vypočítavajú na základe údajov o skutočnej spotrebe strojov a v závislosti od nákladov na elektrinu a náklady na kvapalný dusík alebo plyn v nádobách v rôznych oblastiach a krajinách.

Účtovné zaúčtovanie počtu laserových strojov a vzorov behu

Systémy na výrobu dusíka na mieste poskytujú funkciu prevádzky viacerých strojov. Výpočtom prietoku spotreby dusíka sa uplatňuje zodpovedajúci model, čo znamená, že žiarovky na nitrogénových generátoroch môžu súčasne na mieste dodávať pomocný plyn pre 2-4 stroje.

Prípadová štúdia: Výpočet dopytu po dusíku pre 2-Machinárska továreň na výrobu kovov

Malý závod nahradil plyn z valca prevádzkou BCP40 na rezanie prevažne nehrdzavejúcej ocele:

• Monitorovanie toku dusíka potrebného pre 2 stroje v reálnom čase: rezanie rúrok o výkonu 3 kW a rezanie plochých strojov o výkonu 4 kW;
• S2.0 sú použiteľné pre oba stroje súčasne, pretože stroj na rezanie rúrok spotrebuje menej dusíka v porovnaní s plochým rezaním.
• Pri rezaní iných materiálov, ako je mäkká oceľ s hrúbkou 3 mm, je potrebná nižšia čistota, čo znamená, že dostatočný prietok dusíka sa zabezpečuje prechodom na režim uhlíkového ocele.

Často kladené otázky (FAQ)

Prečo sa používa dusík pri laserovom rezaní?

Dusičnan sa používa pri laserovom rezaní na zabránenie oxidácii a odfarbenia, čím sa poskytujú čisté a vysoko kvalitné rezy pre kovy ako je nehrdzavejúca oceľ.

Ako dusík ovplyvňuje kvalitu laserového rezania?

Dusičík ochladzuje rezovú plochu, znižuje deformáciu a zabezpečuje, aby sa laserový lúč udržal v sústredení, čo vedie k čistejším rezom s presnou toleranciou.

Aké faktory určujú spotrebu dusíka pri laserovom rezaní?

Typ a hrúbka materiálu, priemer trysky a geometria trysky sú kľúčovými faktormi ovplyvňujúcimi spotrebu dusíka.

Aká je požadovaná čistotná hladina dusíka pri laserovom rezaní?

Zvyčajne je potrebná čistotná hladina dusíka 99,99% alebo vyššia, aby sa zabezpečili vysoko kvalitné rezy bez oxidácie v nehrdzavejúcej oceli. Avšak nižšia čistota 90-98% sa uplatňuje aj na tieto materiály, ako je mierna oceľ a zliatina hliníka. V skutočnosti čistota potrebná na laserové rezanie závisí od požiadaviek zákazníkov na rezanie, vyváženie nákladov a účinnosti.